Il radar è stato utilizzato dagli anni '60 per mappare la superficie lunare, ma fino a poco tempo fa era difficile dare una buona occhiata ai poli della Luna. Nel 2009, lo strumento radar Mini-SAR sulla navicella spaziale Chandrayaan-1 è stato in grado di mappare oltre il 95% di entrambi i poli con una risoluzione radar di 150 metri, e ora lo strumento Mini-RF sull'Orbiter di ricognizione lunare - che ha 10 volte il risoluzione della Mini-SAR - è circa a metà della sua prima campagna di mappatura ad alta risoluzione dei poli. I due strumenti stanno rivelando che vi sono probabilmente enormi quantità di acqua nei crateri permanentemente in ombra ai poli, con oltre 600 milioni di tonnellate al solo polo nord. "Se fosse trasformato in carburante per missili, basterebbe lanciare l'equivalente di uno Space Shuttle al giorno per oltre 2000 anni", ha dichiarato Paul Spudis, investigatore principale della Mini-SAR, parlando all'annuale Forum lunare di Ames Centro di ricerca a luglio.
Sia Spudis che Ben Bussey, investigatore principale per la Mini-RF di LRO, hanno condiviso le immagini dei rispettivi strumenti del Forum, mettendo in evidenza crateri polari che mostrano insolite proprietà radar coerenti con la presenza di ghiaccio.
Hanno trovato oltre 40 crateri sul polo nord della Luna che mostrano queste proprietà.
Entrambi gli strumenti forniscono dettagli dell'interno di crateri ombreggiati, che non possono essere visti alla luce visibile. In particolare, una misura chiamata rapporto di polarizzazione circolare (CPR) mostra le caratteristiche degli echi radar, che forniscono indizi sulla natura dei materiali superficiali nelle aree scure. Gli strumenti inviano impulsi di onde radio polarizzate a sinistra per misurare la rugosità superficiale della Luna. Mentre le superfici lisce restituiscono un'onda invertita, polarizzata a destra, le aree ruvide restituiscono onde polarizzate a sinistra. Il ghiaccio, che è trasparente alle onde radio, invia anche onde polarizzate a sinistra. Gli strumenti misurano il rapporto tra la potenza polarizzata circolare sinistra e destra inviata, che è la RCP.
Pochi posti - anche nel nostro sistema solare - hanno una RCP maggiore di 1 ma tali luoghi hanno spessi depositi di ghiaccio, come le calotte polari marziane o i gelidi satelliti della Galilea. Sono anche visti in ejecta ruvidi e rocciosi intorno a giovani crateri freschi, ma lì, gli scienziati osservano anche un elevato CPR all'esterno del bordo del cratere, come in questa immagine, al di sotto del cratere principale L sulla Luna.
La maggior parte della Luna ha una RCP bassa, ma decine di crateri anomali del polo nord, come un piccolo cratere di 8 km all'interno del più grande cratere Rozhdestvensky, avevano un RCP elevato all'interno, con un RCP basso sui cerchi. Ciò suggerisce che alcuni materiali all'interno dei crateri, piuttosto che la rugosità superficiale, hanno causato l'alto segnale di CPR.
"Geologicamente, non ci aspettiamo che siano presenti superfici ruvide e fresche all'interno di un bordo del cratere ma assenti al di fuori di esso", ha detto Spudis. "Ciò conferma l'alto CPR in questi crateri anomali non è causato dalla rugosità superficiale, e interpretiamo questo per significare che il ghiaccio d'acqua è presente in questi crateri."
Inoltre, il ghiaccio dovrebbe avere diversi metri di spessore per dare questa firma. "Per vedere questo elevato effetto della RCP, il ghiaccio deve avere uno spessore dell'ordine delle decine di lunghezze d'onda del radar utilizzato", ha detto. "La lunghezza d'onda del nostro radar è di 12,6 cm, pertanto riteniamo che il ghiaccio debba avere uno spessore di almeno due metri e relativamente puro".
Le immagini Mini-SAR recenti (immagine in alto) di LRO confermano i dati Chandrayaan-1, con una risoluzione ancora migliore. La Mini-RF, ha affermato Bussey, equivale a una combinazione dell'Osservatorio di Arecibo e del radiotelescopio Greenbank nel guardare la Luna. "La nostra campagna polare mapperà da 70 gradi ai poli e finora siamo molto soddisfatti della copertura e della qualità dei dati", ha affermato Bussey.
Spudis ha dichiarato di vedere meno crateri anamolosi sul polo sud della Luna, ma sia lui che Bussey non vedono l'ora di confrontare più dati tra i due strumenti radar per saperne di più sui crateri permanentemente in ombra sulla Luna.
Inoltre, altri strumenti su LRO forniranno anche spunti sulla composizione di questi crateri anomali.
Per ulteriori informazioni, consultare queste pagine Web della NASA:
Il radar della NASA trova depositi di ghiaccio al Polo Nord della Luna
Uno sguardo interessante a un cratere lunare
